JP2006173365A - Irradiating light quantity measuring instrument and euv exposing device - Google Patents

Irradiating light quantity measuring instrument and euv exposing device Download PDF

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勝彦 村上
Noriaki Kamitaka
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an irradiating light quantity measuring instrument that can accurately measure the quantity of EUV light irradiated upon a surface to be irradiated even if contamination easily adheres to the surface irradiated by EUV. <P>SOLUTION: On the surface of a mirror substrate 1, a multilayered film 2 is formed to cover the effective area 4 of a mirror. Since an ammeter A1 is electrically connected to the multilayered film 2, the photoelectronic current discharged when the EUV light is made incident can be measured. The EUV light made incident to the mirror is made incident to an EUV light incident range 5 which is slightly wider than the effective area 4. In the EUV light incident range 5, a photoelectron detecting thin film 3 is formed outside the effective area 4. Since another ammeter A2 is electrically connected to the thin film 3, the photoelectronic current discharged when the EUV light is made incident can be measured. Since the ammeters A1 and A2 are used for measuring the photoelectronic currents, the irradiated quantity of the EUV light can be measured accurately by compensating the influence of adhered contamination. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、EUV露光装置(極端紫外線露光装置とも呼ばれ、本明細書、及び特許請求の範囲においては、波長が10〜15nmの紫外線を用いた露光装置をいう)において、EUV光の被照射面への照射光量を測定する照射光量測定装置、及びこの照射光量測定装置を有するEUV露光装置に関するものである。   The present invention is an EUV exposure apparatus (also referred to as an extreme ultraviolet exposure apparatus, and in the present specification and claims, refers to an exposure apparatus using ultraviolet light having a wavelength of 10 to 15 nm). The present invention relates to an irradiation light amount measuring device for measuring the amount of irradiation light on a surface, and an EUV exposure apparatus having the irradiation light amount measuring device.

近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、従来の紫外線に代えてこれより短い波長(10〜15nm)のEUV光を使用した投影リソグラフィ技術が開発されている(例えば、D.Tichenor, et al, SPIE 2437 (1995) 292:非特許文献1参照)。この技術は、最近ではEUV(Extreme UltraViolet)リソグラフィと呼ばれており、従来の波長190nm程度の光線を用いた光リソグラフィでは実現不可能な、70nm以下の解像力を得られる技術として期待されている。   In recent years, with the miniaturization of semiconductor integrated circuits, EUV light having a shorter wavelength (10 to 15 nm) is used in place of conventional ultraviolet rays in order to improve the resolving power of an optical system limited by the diffraction limit of light. Projection lithography techniques have been developed (see, for example, D. Tichenor, et al, SPIE 2437 (1995) 292: Non-Patent Document 1). This technique is recently called EUV (Extreme UltraViolet) lithography, and is expected as a technique capable of obtaining a resolution of 70 nm or less, which cannot be realized by conventional optical lithography using light having a wavelength of about 190 nm.

EUV光の波長領域での物質の複素屈折率nは、n=1−δ−ik(iは複素記号)で表わされる。この屈折率の虚部kは極端紫外線の吸収を表す。δは1に比べて非常に小さいため、この領域での屈折率の実部は1に非常に近い。また、kは非常に大きいので、吸収率が大きい。したがって従来のレンズのような透過屈折型の光学素子を使用できず、反射を利用した光学系が使用される。   A complex refractive index n of a substance in a wavelength region of EUV light is represented by n = 1−δ−ik (i is a complex symbol). The imaginary part k of the refractive index represents absorption of extreme ultraviolet rays. Since δ is much smaller than 1, the real part of the refractive index in this region is very close to 1. Moreover, since k is very large, the absorption rate is large. Accordingly, a transmission / refraction type optical element such as a conventional lens cannot be used, and an optical system utilizing reflection is used.

EUV露光装置の概要を図5に示す。EUV光源31から放出されたEUV光32は、照明光学系33に入射し、コリメータミラーとして作用する凹面ミラー34を介してほぼ平行光束となり、一対のフライアイミラー35aおよび35bからなるオプティカルインテグレータ35に入射する。一対のフライアイミラー35aおよび35bとして、たとえば特開平11−312638号公報(特許文献1)に開示されたフライアイミラーを用いることができる。なお、フライアイミラーのさらに詳細な構成および作用については、特許文献1に詳しく説明されており、かつ、本発明と直接の関係がないので、その説明を省略する。   An outline of the EUV exposure apparatus is shown in FIG. The EUV light 32 emitted from the EUV light source 31 enters the illumination optical system 33, becomes a substantially parallel light beam via a concave mirror 34 that acts as a collimator mirror, and enters an optical integrator 35 including a pair of fly-eye mirrors 35a and 35b. Incident. As the pair of fly-eye mirrors 35a and 35b, for example, a fly-eye mirror disclosed in JP-A-11-312638 (Patent Document 1) can be used. In addition, since the more detailed structure and effect | action of a fly eye mirror are demonstrated in detail in patent document 1, and since there is no direct relationship with this invention, the description is abbreviate | omitted.

こうして、第2フライアイミラー35bの反射面の近傍、すなわちオプティカルインテグレータ35の射出面の近傍には、所定の形状を有する実質的な面光源が形成される。実質的な面光源からの光は、平面ミラー36により偏向された後、マスクM上に細長い円弧状の照明領域を形成する(円弧状の照明領域を形成するための開口板は図示を省略している)。照明されたマスクMのパターンからの光は、複数のミラー(図5では例示的に6つのミラーM1〜M6)からなる投影光学系PLを介して、ウエハW上にマスクパターンの像を形成する。   Thus, a substantial surface light source having a predetermined shape is formed in the vicinity of the reflecting surface of the second fly's eye mirror 35b, that is, in the vicinity of the exit surface of the optical integrator 35. The light from the substantial surface light source is deflected by the plane mirror 36 and then forms an elongated arc-shaped illumination area on the mask M (the aperture plate for forming the arc-shaped illumination area is not shown). ing). The light from the illuminated pattern of the mask M forms an image of the mask pattern on the wafer W via the projection optical system PL composed of a plurality of mirrors (six examples of mirrors M1 to M6 in FIG. 5). .

なお、このようなミラーを使用した光学系では、投影露光に近軸光線を使用することができないので、全体の収差を一様として補正するために、リング状の投影露光フィールドを有している。このような、リング状の投影露光フィールドでは、30mm角程度のチップを一括で露光することはできないので、マスクとウエハを同期スキャンさせて露光を行うようにされている。   An optical system using such a mirror cannot use paraxial rays for projection exposure, and therefore has a ring-shaped projection exposure field in order to correct the entire aberration as uniform. . In such a ring-shaped projection exposure field, chips of about 30 mm square cannot be exposed at a time, so that exposure is performed by synchronously scanning the mask and wafer.

このようなEUV露光装置において、所定の露光状態でマスクM面を照明するEUV光の照射光量、ウエハW面を照射するEUV光の照射光量を知り、それに応じてEUV光源31の状態を調整することが必要となる場合がある。   In such an EUV exposure apparatus, the irradiation light amount of the EUV light that illuminates the mask M surface in a predetermined exposure state and the irradiation light amount of the EUV light that irradiates the wafer W surface are known, and the state of the EUV light source 31 is adjusted accordingly. May be necessary.

このような目的のために、マスクMが待避状態にあるときや、ウエハWがウエハステージに載置されていない状態で、例えば光電素子からなるセンサを、露光時にマスクMやウエハWが置かれる位置に入れて、そのセンサの出力から、照射光量を検出する方法が考えられている。   For this purpose, when the mask M is in the retracted state or when the wafer W is not placed on the wafer stage, for example, a sensor made of a photoelectric element is placed on the mask M or the wafer W during exposure. A method is considered in which the amount of irradiation light is detected from the output of the sensor in the position.

しかし、この方法では、実際の露光時の照射光量を知ることができないという問題点があった。そこで、実際の露光中にEUV露光装置のミラーの反射膜が受ける光電子の量を検出して、その値から間接的にマスクMやウエハWが受ける照射光量を検出することが考えられている。   However, this method has a problem that it is impossible to know the amount of irradiation light at the time of actual exposure. Therefore, it is considered to detect the amount of photoelectrons received by the reflective film of the mirror of the EUV exposure apparatus during actual exposure and indirectly detect the amount of light received by the mask M and the wafer W from the value.

通常、これらのミラーとしては、ガラス基板の上に、MoとSiからなる薄膜を交互に成膜した多層膜ミラーが使用されているが、この多層膜と接地電位の間に流れる電流(光電流)を測定することにより、ミラーを照射するEUV光の照射光量を知ることができ、これから、マスクMやウエハWを照射するEUV光の照射光量を間接的に求めることができる。   Usually, as these mirrors, multilayer mirrors in which thin films made of Mo and Si are alternately formed on a glass substrate are used. Current flowing between the multilayer film and the ground potential (photocurrent) ) Is measured, the amount of EUV light irradiated onto the mirror can be known, and from this, the amount of EUV light irradiated onto the mask M and wafer W can be indirectly determined.

特開平11−312638号公報JP 11-312638 A D.Tichenor, et al, SPIE 2437 (1995) 292D. Tichenor, et al, SPIE 2437 (1995) 292

しかしながら、EUV露光装置においては、ミラー表面がコンタミネーションにより汚染されるという問題が避けられない。これら、EUV露光装置においては、ミラーは、空気による吸収を防ぐために真空中で使用される。しかしながら、露光装置内は完全な真空にはなっておらず、炭化水素等の有機物系のガス等が常に存在する環境にある。炭化水素を含んだ残留ガスには、真空排気系(真空ポンプ)に用いられるオイルに起因するもの、装置内部の可動部分の潤滑材に起因するもの、装置内部で使用される部品(例えば電気ケーブルの被覆材料など)に起因するものなどがある。   However, in the EUV exposure apparatus, the problem that the mirror surface is contaminated by contamination is unavoidable. In these EUV exposure apparatuses, the mirror is used in a vacuum to prevent absorption by air. However, the inside of the exposure apparatus is not completely evacuated and is in an environment where organic gases such as hydrocarbons are always present. Residual gases containing hydrocarbons include those caused by oil used in the vacuum exhaust system (vacuum pump), those caused by lubricants in moving parts inside the equipment, and parts used inside the equipment (for example, electric cables) Due to the coating material).

EUV露光装置の場合は、フォトレジストを塗布したウエハが装置内部の真空中に導入される。ここにEUV光が照射されると、残留していた溶剤の蒸発やレジストを構成する樹脂の分解脱離などにより、炭化水素を含んだガスが放出される。   In the case of an EUV exposure apparatus, a wafer coated with a photoresist is introduced into a vacuum inside the apparatus. When irradiated with EUV light, hydrocarbon-containing gas is released due to evaporation of the remaining solvent, decomposition and desorption of the resin constituting the resist, and the like.

炭化水素を含んだ残留ガス分子は、多層膜ミラーの表面に物理吸着する。物理吸着したガス分子は、脱離と吸着を繰り返しており、そのままでは厚く成長することはない。   Residual gas molecules containing hydrocarbons are physically adsorbed on the surface of the multilayer mirror. Physically adsorbed gas molecules are repeatedly desorbed and adsorbed and do not grow thick as they are.

しかし、ここにEUV光が照射されると、ミラーの基板内部で二次電子が発生し、この二次電子が表面に吸着している炭化水素を含んだガス分子を分解して炭素を析出させる。   However, when EUV light is irradiated here, secondary electrons are generated inside the mirror substrate, and the secondary electrons decompose hydrocarbon molecules adsorbed on the surface to deposit carbon. .

吸着したガス分子がどんどん分解されて析出していくので、多層膜ミラーの表面には炭素層が形成され、その厚さはEUV光の照射量に比例して増加していく。   As the adsorbed gas molecules are decomposed and deposited more and more, a carbon layer is formed on the surface of the multilayer mirror, and its thickness increases in proportion to the irradiation amount of EUV light.

多層膜ミラーの表面に炭素等のコンタミネーションが付着すると光電子の放出が阻止される。従って、多層膜と接地電位との間に流れる光電流を測定するだけでは、その変化が、入射するEUV光の照射光量変化によるものか、コンタミネーション付着の影響によるものかを区別することができず、その結果、照射光量を正確に測定することができないという問題があった。   When contamination such as carbon adheres to the surface of the multilayer mirror, emission of photoelectrons is blocked. Therefore, by measuring only the photocurrent flowing between the multilayer film and the ground potential, it is possible to distinguish whether the change is due to a change in the amount of incident EUV light or due to contamination. As a result, there was a problem that the amount of irradiation light could not be measured accurately.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、EUV光の被照射面にコンタミネーションが付着しやすい場合においても、照射光量を正確に測定することが可能なEUV光の照射光量測定装置、及びこの照射光量測定装置を使用したEUV露光装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an EUV light irradiation light amount measuring apparatus capable of accurately measuring the amount of irradiation light even when contamination easily adheres to a surface irradiated with EUV light. It is another object of the present invention to provide an EUV exposure apparatus using the irradiation light amount measuring apparatus.

前記課題を解決するための第1の手段は、EUV光の被照射面への照射光量を測定する照射光量測定装置であって、前記被照射面の有効領域を照射するEUV光によって生じる光電子電流と、前記被照射面の前記有効領域外に設けられた光電子検出用薄膜へ入射するEUV光によって生じる光電子電流とを測定し、両者の測定値に基づいて照射光量を測定することを特徴とする照射光量測定装置(請求項1)である。   A first means for solving the above-described problem is an irradiation light amount measuring apparatus for measuring the irradiation light amount of the EUV light onto the surface to be irradiated, and the photoelectric current generated by the EUV light that irradiates the effective area of the surface to be irradiated And a photoelectron current generated by EUV light incident on a photoelectron detection thin film provided outside the effective area of the irradiated surface, and the amount of irradiation light is measured based on both measured values. It is an irradiation light quantity measuring device (Claim 1).

ここで、有効領域とは、その領域を照明するEUV光が目的のために使用される領域のことである。本手段においては、EUV光の被照射面の有効領域外に設けられた光電子検出用薄膜へ入射するEUV光によって生じる光電子電流を、有効領域を照射するEUV光によって生じる光電子電流に加えて測定している。よって、有効領域外に設けられた光電子検出用薄膜がコンタミネーションによって受ける影響の度合いと、EUV光の被照射面の有効領域がコンタミネーションによって受ける影響の度合いを異ならせておくことにより、コンタミネーションの影響を除去して、照射光量を正確に測定することができる。   Here, the effective area is an area where EUV light that illuminates the area is used for the purpose. In this means, the photoelectron current generated by the EUV light incident on the photoelectron detection thin film provided outside the effective area of the EUV light irradiated surface is measured in addition to the photoelectron current generated by the EUV light irradiating the effective area. ing. Therefore, contamination is different by varying the degree of influence of contamination on the thin film for photoelectron detection provided outside the effective area and the degree of influence of the effective area of the irradiated surface of the EUV light on the surface. The amount of irradiation light can be accurately measured.

前記課題を解決するための第2の手段は、前記第1の手段であって、EUV光を遮蔽する遮蔽部材を、前記光電子検出用薄膜への前記EUV光の照射を遮る位置と、遮らない位置との間を移動可能に設けたことを特徴とするもの(請求項2)である。   The second means for solving the problem is the first means, and does not block a shielding member that blocks EUV light from a position that blocks irradiation of the EUV light to the photoelectron detection thin film. It is characterized in that it can be moved between positions (Claim 2).

本手段においては、有効領域外に設けられた光電子検出用薄膜で発生する光電流の測定を行わないときは、遮蔽部材により、光電子検出用薄膜へEUV光が照射されるのを遮蔽することができる。よって、光電子検出用薄膜へのEUV光の照射時間を短くすることができ、光電子検出用薄膜へのコンタミネーションの付着を低減できる。よって、光電子検出用薄膜へのコンタミネーションの付着によって発生する測定誤差を小さくすることができる。   In this means, when the photocurrent generated in the photoelectron detection thin film provided outside the effective area is not measured, the photoelectron detection thin film is shielded from being irradiated with EUV light by the shielding member. it can. Therefore, the irradiation time of EUV light to the photoelectron detection thin film can be shortened, and contamination can be reduced on the photoelectron detection thin film. Therefore, it is possible to reduce a measurement error caused by adhesion of contamination to the photoelectron detection thin film.

前記課題を解決するための第3の手段は、前記第1の手段又は第2の手段であって、前記光電子検出用薄膜の表面を光洗浄する光洗浄光源を設けたことを特徴とするもの(請求項3)である。   A third means for solving the above-mentioned problems is the first means or the second means, characterized in that a light cleaning light source for light cleaning the surface of the photoelectron detection thin film is provided. (Claim 3).

本手段においては、光電子検出用薄膜の表面を光洗浄する光洗浄光源を設けているので、光洗浄により、光電子検出用薄膜に付着したコンタミネーションを除去することができる。よって、光電子検出用薄膜へのコンタミネーションの付着によって発生する測定誤差を小さくすることができる。   In this means, since the light cleaning light source for optically cleaning the surface of the photoelectron detection thin film is provided, the contamination adhered to the photoelectron detection thin film can be removed by the light cleaning. Therefore, it is possible to reduce a measurement error caused by adhesion of contamination to the photoelectron detection thin film.

前記課題を解決するための第4の手段は、EUV光の被照射面への照射光量を測定する照射光量測定装置であって、前記被照射面の有効領域を照射するEUV光によって生じる光電子電流と、前記被照射面の前記有効領域外へ挿脱可能に設けられた光電子検出用薄膜へ入射するEUV光によって生じる光電子電流とを測定し、両者の測定値に基づいて照射光量を測定することを特徴とする照射光量測定装置(請求項4)である。   A fourth means for solving the above problem is an irradiation light amount measuring device for measuring the irradiation light amount of the EUV light onto the irradiated surface, and a photoelectron current generated by the EUV light that irradiates the effective area of the irradiated surface. And the photoelectron current generated by the EUV light incident on the photoelectron detection thin film provided so as to be removable from the effective area of the irradiated surface, and the amount of irradiation light is measured based on the measured values of both. An irradiating light amount measuring device (claim 4).

前記第1の手段から第3の手段においては、光電子検出用薄膜を被照射面の有効領域外に設けていたが、本手段においては、光電子検出用薄膜を、被照射面の有効領域外へ挿脱可能に設けている。よって、照射光量を測定するときだけ、光電子検出用薄膜を、被照射面の有効領域外へ挿入して測定すればよいので、光電子検出用薄膜へのコンタミネーションの付着を低減できる。よって、光電子検出用薄膜へのコンタミネーションの付着によって発生する測定誤差を小さくすることができる。   In the first to third means, the photoelectron detection thin film is provided outside the effective area of the irradiated surface. However, in this means, the photoelectron detection thin film is provided outside the effective area of the irradiated surface. It is provided so that it can be inserted and removed. Therefore, since the photoelectron detection thin film only needs to be inserted outside the effective area of the irradiated surface and measured only when the amount of irradiation light is measured, the adhesion of contamination to the photoelectron detection thin film can be reduced. Therefore, it is possible to reduce a measurement error caused by adhesion of contamination to the photoelectron detection thin film.

前記課題を解決するための第5の手段は、前記第1の手段から第4の手段のいずれかであって、前記光電子検出用薄膜が貴金属からなることを特徴とするもの(請求項5)である。   A fifth means for solving the above problem is any one of the first to fourth means, wherein the thin film for photoelectron detection is made of a noble metal (Claim 5). It is.

貴金属は、コンタミネーションが付着しにくいので、これらを光電子検出用薄膜として用いることにより、光電子検出用薄膜へのコンタミネーションの付着を低減できる。よって、光電子検出用薄膜へのコンタミネーションの付着によって発生する測定誤差を小さくすることができる。   Since noble metals hardly adhere to contamination, the use of these as a photoelectron detection thin film can reduce the adhesion of contamination to the photoelectron detection thin film. Therefore, it is possible to reduce a measurement error caused by adhesion of contamination to the photoelectron detection thin film.

前記課題を解決するための第6の手段は、前記第5の手段であって、前記貴金属からなる光電子検出用薄膜がガラス基板上に成膜され、前記貴金属からなる光電子検出用薄膜と前記ガラス基板との間にCr又はTiからなる薄膜が成膜されていることを特徴とするもの(請求項6)である。   A sixth means for solving the problem is the fifth means, wherein the photoelectron detection thin film made of the noble metal is formed on a glass substrate, the photoelectron detection thin film made of the noble metal and the glass A thin film made of Cr or Ti is formed between the substrate and the substrate (claim 6).

ガラス基板上に貴金属を成膜した場合に、貴金属薄膜が剥離しやすいという問題点がある。しかし、ガラス基板と貴金属薄膜との間にCr又はTi薄膜を介在させることにより、貴金属薄膜をガラス基板から剥がれにくくすることができる。   When a noble metal film is formed on a glass substrate, there is a problem that the noble metal thin film is easily peeled off. However, by interposing a Cr or Ti thin film between the glass substrate and the noble metal thin film, the noble metal thin film can be made difficult to peel off from the glass substrate.

前記課題を解決するための第7の手段は、前記第1の手段から第4の手段のいずかであって、前記光電子検出用薄膜がNiからなることを特徴とするもの(請求項7)である。   A seventh means for solving the problem is any one of the first to fourth means, wherein the thin film for photoelectron detection is made of Ni (claim 7). ).

Niも貴金属と同様、コンタミネーションが付着しにくいので、これらを光電子検出用薄膜として用いることにより、光電子検出用薄膜へのコンタミネーションの付着を低減できる。よって、光電子検出用薄膜へのコンタミネーションの付着によって発生する測定誤差を小さくすることができる。   Since Ni is also difficult to adhere to contamination like noble metals, the use of these as a photoelectron detection thin film can reduce the adhesion of contamination to the photoelectron detection thin film. Therefore, it is possible to reduce a measurement error caused by adhesion of contamination to the photoelectron detection thin film.

前記課題を解決するための第8の手段は、前記第1の手段から第7の手段のいずれかの照射光量測定装置を有することを特徴とするEUV露光装置(請求項8)である。   An eighth means for solving the above-mentioned problem is an EUV exposure apparatus (Claim 8) characterized by including the irradiation light amount measuring device of any one of the first to seventh means.

本手段においては、マスクやウエハが受けるEUV光の照射光量を、露光中に正確に測定することができる。   With this means, the amount of EUV light irradiated on the mask or wafer can be accurately measured during exposure.

本発明によれば、EUV光の被照射面にコンタミネーションが付着しやすい場合においても、照射光量を正確に測定することが可能なEUV光の照射光量測定装置、及びこの照射光量測定装置を使用したEUV露光装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when contamination tends to adhere to the irradiated surface of EUV light, the irradiation light amount measuring apparatus of EUV light which can measure an irradiation light quantity correctly, and this irradiation light amount measuring apparatus are used. An EUV exposure apparatus can be provided.

以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態である照射量測定装置の概要を示す図であり、EUV露光装置を構成する多層膜ミラーに照射する照射光を測定するものである。(a)は平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図である。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of an irradiation amount measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention, which measures irradiation light applied to a multilayer mirror constituting an EUV exposure apparatus. (A) is a top view, (b) is AA sectional drawing in (a).

低熱膨張ガラス製のミラー基板1の表面には、波長13.5nmのEUV光を反射するためのモリブデン(Mo)とシリコン(Si)の交互層からなる多層膜2が形成されている。多層膜2はこのミラーの有効領域4を覆うように形成されている。多層膜2には電流計A1が電気的に接続されており、EUV光入射時に放出される光電子電流を測定できるようになっている。   On the surface of the mirror substrate 1 made of low thermal expansion glass, a multilayer film 2 made of alternating layers of molybdenum (Mo) and silicon (Si) for reflecting EUV light having a wavelength of 13.5 nm is formed. The multilayer film 2 is formed so as to cover the effective area 4 of the mirror. An ammeter A1 is electrically connected to the multilayer film 2 so that a photoelectron current emitted when EUV light is incident can be measured.

ミラーへ入射するEUV光は、有効領域4よりも少し広い、EUV光入射範囲5に入射している。このEUV光入射範囲5内で、有効領域4の外の領域に、光電子検出用薄膜3が形成されている。光電子検出用薄膜3には電流計A2が電気的に接続されており、EUV光入射時に放出される光電子電流を測定できるようになっている。   The EUV light incident on the mirror is incident on an EUV light incident range 5 that is slightly wider than the effective region 4. Within this EUV light incident range 5, a photoelectron detection thin film 3 is formed in a region outside the effective region 4. An ammeter A2 is electrically connected to the photoelectron detection thin film 3, so that a photoelectron current emitted when EUV light is incident can be measured.

光電子検出用薄膜3は、多層膜2よりも炭素等のコンタミネーションが付着し難い材料で形成されている。例えば、貴金属である白金(Pt)を用い、ガラス製のミラー基板1の上に最初にクロム(Cr)をコーティングして、その上にPtをコートする。一般に貴金属材料薄膜をガラス上に成膜すると剥離しやすいが、Cr層を挿入することにより、ミラー基板1とPt層の間の密着性を高めることができる。貴金属としては、Pt以外に、金(Au)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、ルテニウム(Ru)などを用いてもよい。又、Cr層の代わりにTi層を設けてもよい。   The thin film 3 for photoelectron detection is formed of a material that is harder to adhere to contamination such as carbon than the multilayer film 2. For example, platinum (Pt) which is a noble metal is used, and chromium (Cr) is first coated on the mirror substrate 1 made of glass, and Pt is coated thereon. Generally, when a noble metal material thin film is formed on glass, it is easy to peel off. However, the adhesion between the mirror substrate 1 and the Pt layer can be improved by inserting a Cr layer. In addition to Pt, gold (Au), rhodium (Rh), palladium (Pd), ruthenium (Ru), or the like may be used as the noble metal. A Ti layer may be provided instead of the Cr layer.

このミラーにEUV光が照射されると、電流計A1、A2で測定される光電子電流は照射時間とともに低下する。低下量は、入射EUV光の照度の減少と、表面に付着した炭素等のコンタミネーションによる光電子脱出の阻止効果の両方に起因している。   When this mirror is irradiated with EUV light, the photoelectron current measured by the ammeters A1 and A2 decreases with the irradiation time. The amount of decrease is attributed to both the decrease in the illuminance of the incident EUV light and the effect of preventing the escape of photoelectrons due to contamination such as carbon adhering to the surface.

入射EUV光の照度の変化をΔE、EUV光の初期照度をE、コンタミネーションの付着による光電子電流量の低下をΔC、光電子電流の初期値をCとすると、多層膜2を流れる光電子電流Aと光電子検出用薄膜3を流れる光電子電流Aの変化は、それぞれ以下のように表現できる。ただし、ΔC、Cに対する添え字は、1が多層膜2、2が光電子検出用薄膜3についてのものであることを示す。 When the change in illuminance of incident EUV light is ΔE, the initial illuminance of EUV light is E 0 , the decrease in the amount of photoelectron current due to contamination is ΔC, and the initial value of the photoelectron current is C 0 , the photoelectron current flowing through the multilayer film 2 Changes in A 1 and the photoelectron current A 2 flowing through the photoelectron detection thin film 3 can be expressed as follows. However, the subscripts for ΔC and C 0 indicate that 1 is for the multilayer film 2 and 2 is for the thin film 3 for photoelectron detection.

Figure 2006173365
Figure 2006173365

多層膜2表面のコンタミネーション付着速度と光電子検出用薄膜3表面のコンタミネーション付着速度を実験により予め測定しておけば、コンタミネーション付着による光電子電流低下の相対的な比率がわかる。それを次式で表現する。
ΔC=nΔC
nは光電子検出用薄膜に対する多層膜のコンタミネーションの付着しやすさを表す係数である。これらの式から、EUV照度の低下ΔE/Eとコンタミネーションの付着による光電子放出量の低下ΔC/C01、ΔC/C02を分離して算出することができる。すなわち、
If the contamination deposition rate on the surface of the multilayer film 2 and the contamination deposition rate on the surface of the photoelectron detection thin film 3 are measured in advance by experiments, the relative ratio of the decrease in photoelectron current due to contamination deposition can be obtained. This is expressed by the following equation.
ΔC 1 = nΔC 2
n is a coefficient representing the ease of adhesion of multilayer film contamination to the photoelectron detection thin film. From these equations, the EUV illuminance drop ΔE / E 0 and the photoelectron emission drop ΔC 1 / C 01 and ΔC 2 / C 02 due to the adhesion of contamination can be calculated separately. That is,

Figure 2006173365
Figure 2006173365

EUV光照射時間に対する光電子電流測定値(A,A)の変化を示すグラフを図2に示す。図2は、A、Aとも、照度の低下については同じように低下するが、コンタミネーションの付着量が異なるため、Aの低下がAに対して著しい場合を示している。上記の式に従って、これらのデータからEUV光の照度低下とコンタミネーションの付着による光電子電流の減少を分離することができる。 FIG. 2 shows a graph showing changes in the photoelectron current measurement values (A 1 , A 2 ) with respect to the EUV light irradiation time. FIG. 2 shows a case in which both A 1 and A 2 decrease in the same way with respect to the decrease in illuminance, but the decrease in A 1 is significant with respect to A 2 because the amount of contamination is different. According to the above formula, it is possible to separate from these data the decrease in the illuminance of the EUV light and the decrease in the photoelectron current due to the adhesion of contamination.

極端なケースとして光電子検出用薄膜3の上に全くコンタミネーションが付着しない場合を考える。この場合は、係数nは無限大となるので、上記の各式は次のようになる。   As an extreme case, let us consider a case where no contamination adheres on the photoelectron detection thin film 3. In this case, since the coefficient n becomes infinite, the above equations are as follows.

Figure 2006173365
Figure 2006173365

図3は、本発明の第2の実施の形態である照射量測定装置の概要を示す図であり、EUV露光装置を構成する多層膜ミラーに照射する照射光を測定するものである。なお、以下の図において、本欄における前出の図に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付して、その説明を省略することがある。   FIG. 3 is a diagram showing an outline of an irradiation amount measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention, which measures irradiation light applied to the multilayer mirror constituting the EUV exposure apparatus. In the following drawings, the same components as those shown in the preceding figures in this column are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted.

図3において、多層膜ミラーは、図1に示したものと同じであり、ガラス製のミラー基板1の表面に多層膜2が形成されると共に、EUV光入射範囲内で有効領域の外側に、光電子検出用薄膜3が形成されている。光電子検出用薄膜3はRuの薄膜である。EUV光の照射量の測定原理は、図1に示したものと同じである。   In FIG. 3, the multilayer film mirror is the same as that shown in FIG. 1, the multilayer film 2 is formed on the surface of the mirror substrate 1 made of glass, and outside the effective area within the EUV light incident range, A thin film 3 for photoelectron detection is formed. The photoelectron detection thin film 3 is a Ru thin film. The measurement principle of the irradiation amount of EUV light is the same as that shown in FIG.

この実施の形態においては、光電子検出用薄膜3の近傍には可動遮蔽板6が配置されており、光電流測定時以外には、光電子検出用薄膜3にEUV光7が照射されないようになっている。このように、光電子検出用薄膜3に、測定時以外にはEUV光が照射されないようにすることにより、光電子検出用薄膜3へのコンタミネーションの付着を低減させることができ、長期間にわたって感度が変わることのない測定が可能となる。   In this embodiment, a movable shielding plate 6 is disposed in the vicinity of the photoelectron detection thin film 3 so that the EUV light 7 is not irradiated on the photoelectron detection thin film 3 except during photocurrent measurement. Yes. Thus, by preventing the EUV light from being irradiated to the photoelectron detection thin film 3 except during measurement, the adhesion of contamination to the photoelectron detection thin film 3 can be reduced, and the sensitivity can be improved over a long period of time. Measurement that does not change is possible.

図4は、本発明の第3の実施の形態である照射量測定装置の概要を示す図であり、EUV露光装置を構成する多層膜ミラーに照射する照射光を測定するものである。本手段においては、ミラー基板1の表面には、光電子検出用薄膜が形成されておらず、光電検出面としてRuを成膜した部材8がEUV光7の照射領域の有効領域外の領域に挿入したり、EUV照射領域外に引っ込めたりできるようになっている。   FIG. 4 is a diagram showing an outline of an irradiation amount measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention, which measures irradiation light applied to a multilayer mirror constituting an EUV exposure apparatus. In this means, the thin film for photoelectron detection is not formed on the surface of the mirror substrate 1, and the member 8 having the Ru film formed as the photoelectric detection surface is inserted in an area outside the effective area of the irradiation area of the EUV light 7. Or withdrawn outside the EUV irradiation area.

部材8がEUV光7の照射領域に挿入された状態では、光電流の測定によりEUV照度の測定が可能であり、測定時以外は、部材8はEUV光照射領域外に移動される。このように、Ru成膜領域に測定時以外にはEUV光が照射されないようにすることにより、Ru領域へのコンタミネーションの付着を防ぐことができ、長期間にわたって感度が変わることのない測定が可能となる。Ruを成膜した部材8の位置再現性は10μmであり、常にEUV光束に対して同じ位置に挿入することが可能である。   In the state where the member 8 is inserted in the irradiation region of the EUV light 7, the EUV illuminance can be measured by measuring the photocurrent, and the member 8 is moved outside the EUV light irradiation region except during the measurement. In this way, by preventing the EUV light from being irradiated to the Ru film formation region except during measurement, it is possible to prevent contamination from adhering to the Ru region, and to perform measurement without changing the sensitivity over a long period of time. It becomes possible. The position reproducibility of the member 8 on which the Ru film is formed is 10 μm, and can always be inserted at the same position with respect to the EUV light beam.

また、EUV非照射領域に移動した状態では、例えば、パルスレーザー光(KrF:248nm、パルス持続時間20ns)を照射することができ、表面の汚れを除去することが可能である。これにより、常に表面状態を汚れていない状態に回復することができ、光電子の発生効率を常に一定の状態に回復することができる。   Moreover, in the state moved to the EUV non-irradiation region, for example, pulse laser light (KrF: 248 nm, pulse duration 20 ns) can be irradiated, and the surface contamination can be removed. Thereby, the surface state can always be recovered to a clean state, and the generation efficiency of photoelectrons can always be recovered to a constant state.

光洗浄に使用するレーザは、短パルスで短波長の方が進入深さが浅く、熱的な負荷も小さいため、均一なクリーニングができるので望ましく、エキシマレーザ等が好適である。   The laser used for the optical cleaning is preferably a short pulse and a short wavelength because the depth of penetration is shallower and the thermal load is small, so that uniform cleaning can be performed, and an excimer laser or the like is preferable.

なお、図1、図2に示すような構成の照射量測定装置においても、EUV露光を行っていないときに、光電子検出用薄膜3に対してレーザ光による光洗浄を行えば、常に表面状態を汚れていない状態に回復することができ、光電子の発生効率を常に一定の状態に回復することができる。   1 and 2, even when the EUV exposure is not performed, the surface state is always maintained by performing light cleaning with the laser beam on the photoelectron detection thin film 3. It is possible to recover to a clean state, and it is possible to always recover photoelectron generation efficiency to a constant state.

以上説明したような、EUV光の照射量測定装置を有するミラーは、例えば図5に示すEUV露光装置のミラー(特にウエハWに最も近いM6ミラー)として使用し、それに照射されるEUV光の照射量を知ることにより、ウエハWに照射されるEUV光の照射量を、露光中に推定することが可能となる。   The mirror having the EUV light irradiation amount measuring apparatus as described above is used, for example, as a mirror (particularly the M6 mirror closest to the wafer W) of the EUV exposure apparatus shown in FIG. By knowing the amount, it is possible to estimate the amount of EUV light irradiated onto the wafer W during exposure.

本発明の第1の実施の形態である照射量測定装置の概要を示す図であり、EUV露光装置を構成する多層膜ミラーに照射する照射光を測定するものである。It is a figure which shows the outline | summary of the irradiation amount measuring apparatus which is the 1st Embodiment of this invention, and measures the irradiation light irradiated to the multilayer film mirror which comprises an EUV exposure apparatus. EUV光照射時間に対する光電子電流測定値(A1,A2)の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the photoelectron electric current measured value (A1, A2) with respect to EUV light irradiation time. 本発明の第2の実施の形態である照射量測定装置の概要を示す図であり、EUV露光装置を構成する多層膜ミラーに照射する照射光を測定するものである。It is a figure which shows the outline | summary of the irradiation amount measuring apparatus which is the 2nd Embodiment of this invention, and measures the irradiation light irradiated to the multilayer mirror which comprises an EUV exposure apparatus. 本発明の第3の実施の形態である照射量測定装置の概要を示す図であり、EUV露光装置を構成する多層膜ミラーに照射する照射光を測定するものである。It is a figure which shows the outline | summary of the irradiation amount measuring apparatus which is the 3rd Embodiment of this invention, and measures the irradiation light irradiated to the multilayer film mirror which comprises an EUV exposure apparatus. EUV露光装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of an EUV exposure apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1…ミラー基板、2…多層膜、3…光電子検出用薄膜、4…有効領域、5…EUV光入射範囲、6…可動遮蔽板、7…EUV光、8…部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mirror board | substrate, 2 ... Multilayer film, 3 ... Thin film for photoelectron detection, 4 ... Effective area | region, 5 ... EUV light incident range, 6 ... Movable shielding board, 7 ... EUV light, 8 ... Member

Claims (8)

EUV光の被照射面への照射光量を測定する照射光量測定装置であって、前記被照射面の有効領域を照射するEUV光によって生じる光電子電流と、前記被照射面の前記有効領域外に設けられた光電子検出用薄膜へ入射するEUV光によって生じる光電子電流とを測定し、両者の測定値に基づいて照射光量を測定することを特徴とする照射光量測定装置。 An irradiation light amount measuring apparatus for measuring an irradiation light amount on an irradiated surface of EUV light, provided with a photoelectron current generated by EUV light that irradiates an effective region of the irradiated surface and outside the effective region of the irradiated surface An irradiation light quantity measuring apparatus that measures a photoelectron current generated by EUV light incident on a photoelectron detection thin film and measures an irradiation light quantity based on the measured values of both. EUV光を遮蔽する遮蔽部材を、前記光電子検出用薄膜への前記EUV光の照射を遮る位置と、遮らない位置との間を移動可能に設けたことを特徴とする請求項1に記載の照射光量測定装置。 2. The irradiation according to claim 1, wherein a shielding member that shields EUV light is provided so as to be movable between a position that blocks the irradiation of the EUV light to the thin film for photoelectron detection and a position that does not block the EUV light. Light quantity measuring device. 前記光電子検出用薄膜の表面を光洗浄する光洗浄光源を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の照射光量測定装置。 3. The irradiation light amount measuring apparatus according to claim 1, further comprising a light cleaning light source for optically cleaning the surface of the thin film for photoelectron detection. EUV光の被照射面への照射光量を測定する照射光量測定装置であって、前記被照射面の有効領域を照射するEUV光によって生じる光電子電流と、前記被照射面の前記有効領域外へ挿脱可能に設けられた光電子検出用薄膜へ入射するEUV光によって生じる光電子電流とを測定し、両者の測定値に基づいて照射光量を測定することを特徴とする照射光量測定装置。 An irradiation light amount measuring apparatus for measuring an irradiation light amount on an irradiated surface of EUV light, wherein the photoelectric current generated by the EUV light irradiating an effective area of the irradiated surface is inserted outside the effective area of the irradiated surface. An irradiation light quantity measuring apparatus that measures a photoelectron current generated by EUV light incident on a photoelectron detection thin film provided in a removable manner, and measures the irradiation light quantity based on both measured values. 前記光電子検出用薄膜が貴金属からなることを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載の照射光量測定装置。 The irradiation light quantity measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the photoelectron detection thin film is made of a noble metal. 前記貴金属からなる光電子検出用薄膜がガラス基板上に成膜され、前記貴金属からなる光電子検出用薄膜と前記ガラス基板との間にCr又はTiからなる薄膜が成膜されていることを特徴とする請求項5に記載の照射光量測定装置。 The photoelectron detection thin film made of the noble metal is formed on a glass substrate, and the thin film made of Cr or Ti is formed between the photoelectron detection thin film made of the noble metal and the glass substrate. The irradiation light quantity measuring apparatus according to claim 5. 前記光電子検出用薄膜がNiからなることを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載の照射光量測定装置。 5. The irradiation light amount measuring apparatus according to claim 1, wherein the photoelectron detection thin film is made of Ni. 請求項1から請求項7のうちいずれか1項に記載の照射光量測定装置を有することを特徴とするEUV露光装置。
An EUV exposure apparatus comprising the irradiation light amount measuring apparatus according to claim 1.
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